Dò tìm các manh mối, Cảnh (Hoàng Long) điều tra được 8 cô gái thường hoá trang thành nhân vật geisha có nét giống với cô gái đi cùng Long (Bình An). Cùng với bức ảnh Long cung cấp, Dương (Lương Thanh) và Cảnh xác định được cô gái cần tìm là Trương Hoàng Oanh. Dương cùng Tuấn (Huỳnh Anh) lập tức tới nơi ở của Oanh để điều tra.
Theo thông tin từ bảo vệ chung cư và một hàng xóm của Oanh, Oanh có vẻ giàu có, rất thân thiện với mọi người, thường xuyên vắng nhà. Hàng xóm của Oanh quan sát thấy Oanh không phải làm ở công ty nước ngoài như cô nói mà giống 'làm gái' hơn. Dương phân tích Oanh lấy thương hiệu geisha để kiếm sống lại không quen biết nạn nhân nên khó có động cơ giết người.
Tuấn bất chợt thấy đau đầu và chóng mặt. Dương lái xe đưa Tuấn về tận nhà. Trong lúc ngủ thiếp đi, Tuấn lại mơ thấy những hình ảnh ngày bé nhưng mọi thứ vẫn rất mơ hồ với anh. Tuấn chưa thể nhớ ra ngày nhỏ đã xảy ra chuyện gì cũng không nhìn rõ mặt mẹ. Đưa Tuấn về đến nhà, Dương thoáng nhìn thấy có người đang theo dõi Tuấn.
Thấy con trai phờ phạc, mẹ Tuấn hỏi có phải bệnh cũ của Tuấn lại tái phát? Tuấn kể với mẹ gần đây anh hay bị xuất hiện những hình ảnh trong trí nhớ nhưng rất hỗn đoạn. Mẹ Tuấn nhắc con trai phải cố giữ sức khoẻ, không được chủ quan.
Tuấn trở về một khu tập thể cũ cũng là không gian của những hình ảnh gần đây xuất hiện trong trí nhớ của anh. Tuấn một lần nữa lại nhìn thấy mình ngày bé. Quan sát xung quanh, Tuấn phát hiện ra có người đang theo dõi mình. Tuấn vội đến chỗ người lạ mặt vừa đứng nhưng lại không thấy ai.
Cơ quan công an cuối cùng cũng tìm được Oanh (Hà Bùi). Cô được mời đến lấy lời khai. Oanh khẳng định mình không giết Vương (Tuấn Anh) vì không có thù hằn gì cũng chẳng quen biết nạn nhân. Oanh kể cô mới chỉ gặp Long đúng một lần vào buổi tối hôm đó. Tuấn hỏi về lý do Oanh bỏ về giữa chừng thì Oanh khai do có khách sộp gọi nên cô phải đi gấp.
Oanh nhớ ra cô đến quán thuê quần áo trả bộ đồ geisha rồi thuê một bộ khác. Tuy nhiên, Oanh không thể nào nhớ nổi thời gian cô rời khỏi quán bar. Cuộc gọi của khách sộp tới số của Oanh cô cũng đã xoá vì không muốn phiền phức về sau.
Từ lời khai của Oanh cùng đoạn clip ghi lại hình ảnh một cô nàng geisha bắt xe ôm hôm xảy ra án mạng, Tuấn thấy có tình tiết bất ổn. Cùng lúc đó, Dương đọc được bài báo liên quan đến cái chết của Diễm - cô gái bị Vương bức hại. Người viết lại chính là Phượng (Huyền Trang) - chị gái Diễm. Phượng đã từng tới gặp mẹ Tuấn - Tổng biên tập tờ báo có tiếng ở thành phố - để được đăng bài viết này.
Tuấn cùng Dương tới nhà Phượng hỏi thêm thông tin. Phượng nói cô chỉ đại diện người nhà những người bị hại bởi City boy để thức tỉnh các cô gái trẻ khác. Phượng khẳng định không chỉ mình cô mà nhiều người khác từng ngày đều mong Vương phải chết để không còn hại những cô gái vô tội.
Với thái độ của Phượng, Dương nhận định Phượng đáng bị nghi ngờ liên quan đến cái chết của Vương. Phượng nói nếu phía công an chứng minh được cô có tội thì cô sẵn sàng đền tội và trả giá. Phượng cũng hỏi Tuấn trong nỗi ấm ức: 'Lúc em gái tôi chết thì các anh đang làm gì và ở đâu? Vậy mà một thằng nhà giàu chết thì các người cứ nhặng lên'.
Tuấn thì cho rằng Phượng không chỉ muốn Vương mà cả City boy phải trả giả để báo thù cho em gái đoản mệnh. 'Một nhóm người tệ nạn như vậy chắc chắn sẽ phải đưa ra pháp luật, nhưng một mình chị thì không thể, nhóm chị cũng thế' - Tuấn hỏi dồn Phượng. Tuấn muốn Phượng hợp tác với cơ quan điều tra để nhanh chóng tìm ra hung thủ của vụ án.
Về cuộc điện thoại mà Phượng gọi cho Tuyết (Quỳnh Châu), Phượng thẳng thắn nói lý do vì cô không muốn Tuyết gặp nạn và phải ngồi tù khi đối đầu với bọn nhà giàu City boy - nhóm được chống lưng bởi các ông bố bà mẹ có tiền, có quan hệ và thậm chí có cả quyền. Phượng đưa cho Tuấn và Dương tập bản thảo mà cô đã gửi toà soạn rồi nói phải đi có việc. Tuấn nhận định Phượng đang che giấu điều gì đó. Phượng lại không thuộc thành phần được vào quán bar hôm xảy ra án mạng nên khó có thể là hung thủ.
Tuyết được trả do, thẫn thờ trở về nhà. Tuyết gặp Tiến nhưng cô không muốn liên quan đến Tiến nữa. Tuyết đuổi Tiến về và nói chia tay. Lý do là bởi cô đã có thai với Vương. Tiến nghe tin này cũng sững người. Tuyết thì thấy tủi nhục nên bỏ lên nhà trước.
Tuấn cùng Dương tới bệnh viện tâm thần gặp Đạt (Duy Nam) xác minh thêm thông tin về geisha. Tuấn hỏi Đạt geisha ra về lúc nào. Đạt nửa tỉnh nửa điên đáp: 'Cô ta xin về những hai lần, đi ra xong lại đi vào'.
Xem lại đoạn clip cô gái geisha trả tiền xe ôm, Dương phát hiện ra cô gái này thuận tay phải. Trong khi đó, Oanh lại thuận tay trái. Cùng với lời khai mơ hồ của Đạt, Tuấn suy đoán có một cô nàng geisha nữa ngoài Oanh.
Dương đọc những trang bản thảo của Phượng mà thấy xót xa cho số phận của Diễm cùng các nạn nhân vô tội khác. Cảnh và Tuấn xem lại đoạn clip geisha rời khỏi quán bar nhận định geisha thứ hai rời quán trước khi có sự cố mất điện và sau khi Vương bị giết. Dương sực nhớ đến lời kể của Phượng: 'Tôi thấy may mắn vì một người đó đã thực hiện thành công điều ước ấy. Có rất nhiều người giống như tôi đều muốn trả thù thằng Vương vì tội ác mà nó gây ra cho người thân'.
Cảnh, Dương cùng Tuyển (Bảo Anh) tiếp tục tra hỏi Oanh. Xem đoạn clip một cô gái mặc đồ geisha rời khỏi quán bar, Oanh khẳng định đó không phải là mình mà là người khác. Theo lời Oanh, trend mặc đồ geisha không thiếu người 'đú', nhất là những người trong nghề như Oanh. Oanh khai cô học được kiểu hoá trang cầu kỳ này trên mạng từ một video cả trăm nghìn lượt xem. Tuy nhiên, khi tìm lại đoạn video thì không thấy đâu.
Tuyển quan sát thấy Oanh không phải người mê chơi game mà lại nói quen biết Long qua game, phải chăng có sự tình cờ ở đây. Oanh thú thực cô không tình cờ quen Long. Oanh nhớ có một người trên Facebook đã kết nối cô tìm tới game bắn súng của Long nên cô mới quen biết Long. Oanh được yêu cầu truy cập vào Facebook cá nhân để tìm lại nội dung đó. Oanh khẳng định cô không quen người này và không biết lý do vì sao lại được dẫn dụ làm quen Long.
Cảnh kiểm tra tài khoản Facebook của người mà Oanh nhắc đến thì thấy đây là tài khoản ảo, rất ít bài đăng nên hơi khó xác định danh tính. Dương nhìn kỹ chi tiết này chợt thấy như đã bắt gặp ở đâu.
Đón xem các tập tiếp theo của Biệt dược đen phát sóng vào 21h40 thứ Hai, Ba, Tư hàng tuần trên kênh VTV3!